Свет - машина времени

Видеть не значит верить. Наши чувства способны обмануть нас, даже звезды не то, чем они кажутся. Космос, как показала наука, гораздо загадочнее, чем это можно было вообразить. Свет, время, пространство и гравитация, как будто сговорившись, создают реальности за гранью человеческого опыта.

В 1802 году астроном Гершель стал первым человеком, который смог заглянуть в бездну космического океана. Там он увидел тот волшебный трюк, который свет вытворяет со временем. Если мы взглянем ночью вверх, то мы увидим полное небо «призраков» – звезды. Каждая из звезд – это «солнце», такое же огромное и яркое, как и наше. Представьте, как далеко нам нужно отодвинуть Солнце, чтобы оно казалось таким же маленьким и тусклым, как эти звезды. Свет этих звезд движется быстрее всего, но не бесконечно быстро, их свету требуется время, чтобы добраться до нас. Для самых близких к нам требуются годы, для других – века. Некоторые звезды так далеко, что нужна целая вечность, чтобы их свет добрался до земли. К тому времени, когда их свет доходит до нас, испустившие его светила давно погибли. Мы видим только их «призраки». Мы видим их свет, но их тела погибли давным-давно.

Уильям Гершель был первым человеком, который смог заглянуть в прошлое. Он понял, что телескоп – это машина времени. Нельзя заглянуть в космос, не заглянув в прошлое. За секунду свет преодолевает 300 тысяч километров, это почти расстояние от земли до Луны. Таким образом, Луна находится от нас на расстоянии одной световой секунды. В следующий раз, когда мы взглянем на Луну, мы заглянем в прошлое.

Когда мы видим Солнце на горизонте, на самом деле его там нет. Оно не появится на горизонте ещё около двух минут. Восход Солнца – это иллюзия, атмосфера Земли искривляет свет, как линза, мы видим лишь образ Солнца, спроецированный на горизонте за долго до того, как Солнце окажется на том месте на самом деле (рис.1).

Рисунок 1. Искривление света атмосферой

Свету от Солнца потребуется примерно 8 минут, чтобы добраться до нас, поэтому, когда мы видим Солнце на небе, мы видим его 8 минут назад. Кроме того, Солнце на самом деле не поднимается над горизонтом, Земля вращается, и мы поворачиваемся вместе с ней. Хоть это и кажется маловероятным, но мы все сейчас движемся быстрее реактивного самолета. И раз поднялась тема о горизонте, то горизонт – это тоже иллюзия.

Расстояние от Земли до самой дальней планеты Солнечной системы Нептун, меняется в зависимости от положения планет на орбите в Солнечной системе. В среднем свет от него до Земли преодолевает расстояние за 4 часа, так что для нас видимый Нептун находится на 4 часа в прошлом, на расстоянии 4 световых часов. Но расстояние до планет, даже до самых дальних, лишь детские шажки по сравнению с титаническим масштабом звезд и галактик.

Стоит нам покинуть пределы Солнечной системы мы переходим со световых часов на световые года. Световой год – единица измерения космоса, такая же, как метр или километр, это расстояние, которое проходит свет за один год. Один световой год равен почти 10 триллионам километров.

Ближайшая к нам звезда Проксима Центавра находится чуть больше чем в 4-х световых годах от Земли. Четыре световых года, насколько это далеко? Космический аппарат NASA «Voyager-1» движется со скоростью более 56 тысяч километров в час. Даже на такой колоссальной скорости «Voyager-1» понадобится 80 тысяч лет, чтобы достичь ближайшей звезды. А звезды из скопления «Плеяды» находятся от нас в 400 световых годах.

Когда свет покинул «Плеяды» около 400 лет назад, Галилей впервые взглянул в телескоп. Несколько лет спустя он попробовал измерить скорость света, но у него ничего не получилось. У него был план, но технологии тех лет не могли позволить измерить что-то столь быстрое, как скорость света.

Рисунок 2. Крабовидная туманность

Если мы взглянем на Крабовидную туманность (рис. 2), мы заглянем в еще более далекое прошлое. Крабовидная туманность когда-то была звездой в 10 раз массивнее Солнца, а затем превратилась в сверхновую. В сердце туманности находится пульсар – сколлапсировавшая звезда размером с город, совершающая вращение со скоростью 30 оборотов в секунду. Крабовидная туманность находится на расстоянии почти 6500 световых лет от Земли. В некоторых верованиях таков возраст всей Вселенной. Но если бы Вселенной было всего 6500 лет, как бы мы могли увидеть свет от чего-то дальше, чем Крабовидная туманность? Это было бы невозможно: свету не хватило бы времени, чтобы добраться из точки дальше 6500 лет в любом направлении. Этого времени свету хватило бы, чтобы преодолеть крошечную часть нашей галактики Млечный путь. Поверить в то, что Вселенной 5 или 6 тысяч лет – значит потушить свет в большей части галактики, не говоря уже о свете сотен миллиардов других галактик в обозримой Вселенной.

Где наше место во Вселенной? В самом центре. В обозримой вселенной каждый может почувствовать себя особенным. Не важно, в какой галактике вы родились, когда вы смотрите на Вселенную, вы оказываетесь в центре космического горизонта. Но это всего лишь иллюзия, в реальности нет никакого центра, а космический горизонт не более реален, чем горизонт в море.

Мы привыкли измерять скорость всего, что движется относительно других объектов, чего, что предположительно неподвижно. Но Альберт Эйнштейн задавался вопросом: как измерить скорость света? Проблема заключалась в том, что в космосе нужно найти что-нибудь, не находящееся в движении. Представим, что мы идем пешком со скоростью 5 км/ч относительно Земли, но как было сказано выше, Земля движется. Наша планета вращается со скоростью более 1600 км/ч, обращаясь вокруг Солнца со скоростью 108 тысяч км/ч, а Солнце движется сквозь нашу галактику со скоростью более 700 тысяч км/ч, Млечный путь в свою очередь движется сквозь вселенную со скоростью почти 2,5 млн км/ч. В космосе нет ничего неподвижного. Вся природа находится в движении. Уильям Гершель обнаружил, что Солнце и другие звезды движутся во Млечном пути.

В 1792 у Гершеля родился сын Джон, который когда вырос стал великим ученым, его исследования глубин космоса, основанные на наблюдениях его отца, стали базой каталога общепринятых галактик, который мы используем по сей день. Когда здоровье Уильема пошатнулось, Джон проводил с ним целые ночи, сидя за его телескопом, помогая вести поиск среди звезд. А когда его отец умер, Джон оставил следующую эпитафию: «Им была сломана стена, отделяющая нас всех от Вселенной». Джон часто вспоминал летних ночах, проведенных с отцом, возможно именно поэтому он искал способ сохранить прошлое. Джон Гершальд стал одним из создателей новой формы путешествия во времени, способа запечатлевать свет и воспоминания. Именно ему и принадлежит название «Фотография». С этой точки зрения, фотография – это путешествие во времени; человек, смотрящий на нас с фотографии – «призрак», сохраненный светом. Несложно представить, что в ближайшем будущем мы с вами научимся сохранять прошлое во всех 3 измерениях, мы сможем заглянуть в нашу «память». И пусть путешествие в прошлое невозможно, быть может однажды, мы сможем воссоздать свое прошлое.